Engenharia reversa de brinquedos

PATROCINADORES DO PROJETO

http://www.alcateia.com.br

http://www.3drise.com.br

http://www.youtube.com/3dprintacademy

http://www.national3d.com.br

http://www.vm3d.com.br

http://www.3dimpressos.com.br

http://www.lojamatvest.com.br

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INTRODUÇÃO Este livro não seria possível sem o apoio incondicional das marcas (e das pessoas por de trás destas marcas) da página ao lado.

Foi através do apoio quase incondicional deles que esta obra pode chegar à suas mãos.

AOS EDUCADORES Meu pai foi meu professor. Dentro e fora da sala de aula. Minha esposa é uma professora. Minha mãe também foi “normalista” e também me educou para a vida.

Quero dedicar estas páginas à eles, a cada um dos professores, formais e informais que tive até aqui e ao Professor Agnaldo Prandini Riccieli, que disse certa vez, “O futuro de uma nação é feito de suor, saliva e pó de giz”.

Que possamos erguer o futuro de nossa nação, através daqueles que ensinamos.

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PLANO DE AULA: RESTAURADORES DE BRINQUEDOS Autores: Emanuel Campos Disciplinas: Engenharia, Tecnologias Audiência: 5o ao 9o ano Dificuldade: Intermediário

INTRODUÇÃO Existe na Argentina, em Buenos Aires, uma iniciativa chamada “El Club de los Reparadores”, voluntários que passam os domingos em praças públicas, anunciadas previamente em redes sociais, reparando de graça eletrodomésticos e eletrônicos, para prevenir a obsolescência programada, ou simplesmente restaurar um item querido de alguém.

Nesta aula, a ideia é ensinar aos alunos como repararem seus brinquedos ou eletrônicos e ensinar a eles a importância de repararem seus objetos Habilidades da Base Nacional Comum Curricular EF06MA03 Resolver e elaborar problemas que envolvam cálculos (mentais, escritos, exatos ou aproximados)

Duração: 7 a 8 aulas Grupos: 4 Grupos 5-7 alunos/grupo Materiais: Instrumentos de medida Paquímetro, régua, Folhas quadriculadas Cola quente Cola de secagem rápida Software TinkerCAD Impressora 3D Qualquer tamanho de impressora Filamento consumido 1 rolo de 1kg

EF06MA21 Construir figuras planas semelhantes em situações de ampliação e de redução, com uso de malhas quadriculadas, plano cartesiano ou tecnologias digitais.

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Plano de aula: Restauradores de Brinquedos

Auxilie os alunos a escolherem brinquedos ou acessórios do lar para repararem. Nesse momento, o objetivo é encontrar parte mecânicas simples para reparar.

Lembre os alunos para estudarem o objeto quebrado por todos os ângulos e desmontarem quando necessário, por vezes uma falha visual externa pode ter raízes mais profundas.

Instrua os alunos a criarem croquis com estudo da falha, a entenderem o porquê rompeu e proponha soluções que não apenas reparem o objeto, como também o torne mais resistente à falhas futuras.

Uma vez que o objeto está suficientemente estudado, hora de preparar para o projeto da peça nova. Fotografe as peças quebradas para servirem de ponto de partida para um novo projeto. Não esqueça de deixar algum objeto de referência de tamanho nas fotos, como uma régua graduada.

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Plano de aula: Restauradores de Brinquedos

MESCRAI O MESCRAI consiste em uma técnica de desenvolvimento de produto usada tanto na engenharia quanto em desenho Industrial.

Qualquer criança pratica o MESCRAI sem saber que se chama assim, quem nunca viu uma criança tentando entender um objeto novo?

Monta de um jeito, tenta de outro e por ai vai. É o resgate dessa curiosidade e tentativa sem medo de passar vergonha que a ferramenta visa trazer de volta.

Encoraje os alunos a tentarem as mais diferentes soluções para seus problemas. * Algo que quebra demais? Reforce. * O reforço atrapalha a montagem? Divida em duas peças.

Seja como for busque por novas soluções para o problema.

Seja criativo.

MODIFIQUE ELIMINE SUBSTITUA COMBINE REARRANJE ADAPTE INVERTA 6

Plano de aula: Restauradores de Brinquedos

Depois que a falha estiver clara, selecione uma foto de um objeto semelhante ou que possa ser espelhado para ocultar o pronto ruim.

Vamos utilizar o perímetro desta foto para gerar um desenho 3D e por isso, limpe bem a foto com a ajuda de um software de desenho simples, como o Paint Brush do Windows.

Quando o perímetro estiver bem limpo, leve a foto ao site: http://picsvg.com este é um site que é capaz de vetorizar contornos, transformando-os em desenhos escaláveis, sem perder a resolução ou a proporção.

Se quiser, aproveite a oportunidade para apresentar o que é um vetor, e por que os desenhos vetorizados são tão utilizados na internet, afinal, podem manter a escala não importa a proporção da tela que são exibidos, de grandes monitores à pequenos celulares.

Observe que diferentes filtros geram diferentes resultados no PicSVG.

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Plano de aula: Restauradores de Brinquedos

Destaque para o filtro na segunda imagem acima. Letras vazadas, como no exemplo do logo da Universidade Caxias do Sul, sairรฃo vazadas no CAD, e escolher o filtro para que fiquem preenchidas, o resultado serรก mais fรกcil de usar.

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CRIAR UMA CONTA NO TINKERCAD

Para a parte da modelagem, agora alunos e professores deverão ter uma conta no Tinkercad.

O Tinkercad é uma ferramenta de desenho da Autodesk, que é executada num navegador, sendo assim compatível com qualquer sistema operacional que tenha um navegador de internet.

A Autodesk se orgulha da ferramenta ser compatível com uso em sala de aula, tomando medidas para a privacidade dos usuários, e a ferramenta é ainda compatível com o Google Classroom, integrando as contas.

Se for a primeira vez na ferramenta dos alunos, dê a eles algum tempo para se familiarizarem com o software, peça que façam um desenho simples como da próxima página.

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COMO MODELAR EM 3D? Existem diversas ferramentas de modelagem 3D no mercado, pagas, grátis, ou freemium (grátis com opcionais pagos), que podem e devem ser utilizadas com a impressora 3D. Originalmente, os softwares de desenho 3D eram exclusivamente para projetos mecânicos, chamados de Softwares CAD – Computer Aided Design (ou Draw, dependendo de quem você pergunte), os softwares nasceram como pranchetas eletrônicas, e logo passaram a fazer desenhos 3D, com uma série de truques e gambiarras. Óbvio que estou falando do AutoCAD e de sua evolução para o Mechanical Desktop (bons tempos do Mechanical Desktop, apesar de tudo).

Como falamos antes, a impressão 3D precede o primeiro software CAD, datada de 1984 comercialmente, ela foi criada antos antes, por Chuck Hall e pela GE Francesa, e o primeiro CAD 3D data de 1982, o CATIA, da desenvolvedora e fabricante de aviões francesa, Dassault.

No princípio, produzir material para a impressora 3D era tão difícil quanto comprar uma, mas com o tempo a tecnologia se tornou mais acessível, desenhar ficou mais fácil.

Hoje, escolas utilizam como softwares de desenho coisas como Paint3D, OnShape, Minecraft, e até mesmo um software CAD, SolidWorks, SolidEdge, NX, Pro/E, CATIA e Autodesk.

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Como modelar em 3D?

Clique aqui para voltar à sua galeria

Nome gerado automaticamente, basta clicar nele para alterá-lo.

Copiar, Colar, Duplicar e Apagar, desfazer, refazer

Vista Principal

Cubo de vistas preestabelecidas

Focar na peça selecionada Zoom - aproximar Zoom - afastar Alternar vista entre ortogonal ou perspectiva

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Como modelar em 3D?

Mudar vista para 3D, Minecraft e Lego

Reexibir, Desagrupar, Agrupar, Alinhar, Espelhar

Seletor para outras formas pré geradas

Menu de formas padrões Formas podem ser sólidas, e quando unidas se somam, ou podem ser “furos” e quando unidas, o furo é subtraído da forma sólida

Os direcionais do teclado do computador podem mover peças pela tela, Ajustar grade marca qual o incremento usado para avanço ou retrocesso (de 1 em 1 mm, ou frações)

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Mudar o tamanho da área de trabalho para coincidir com a bandeja da sua impressora.

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MEU 3D, MINHA VIDA

Arraste o cubo vermelho para a área de trabalho. Faça isso clicando e mantendo-o clicado para arrastá-lo.

Ao clicar nas pontas brancas, podese editar as medidas em X e Y, tanto arrastando o mouse, quanto clicando na box com o número e editando-o.

Quando uma forma é selecionada, o menu de propriedades Aparece.

Pode-se esconder uma peça, clicando na lâmpada, e alterá-la entre sólido e orifício, além de controlar o número de triângulos da forma.

Em Raio, pode-se determinar uma curva das arestas do cubo, deixando-o arredondado.

“Etapas” é o número de triângulos que a curva terá, deixando-o mais suave ou mais “facetado”.

Largura, Altura e Comprimento, mudam as medidas.

Lá em cima, a lâmpada alterna a peça entre visível ou invisível e o cadeado bloqueia a peça de alterações acidentais.

Ao lado, a peça com os raios modificados. Raios demais e o cubo vira uma esfera...

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Meu 3D, minha vida

Ao clicar no quadradinho preto entre as pontas, pode-se mudar as medidas apenas no eixo selecionado, arrastando-o com o mouse.

O botão esquerdo do mouse rotaciona a vista da peça, o botão central do mouse arrasta a peça e girá-lo faz o zoom in ou out.

Ao topo da peça, temos um quadradinho branco, para alterar a altura da peça, e uma seta preta, para mover a peça para longe da bandeja (ou para aproximar).

Ainda ao redor da peça, podem ser vistos 3 arcos pretos. Elas servem para girar a peça em relação ao plano de de trabalho, basta segurar com o mouse e girar, ou editar a medida.

Para nossa casa, vamos deixá-la com 20x20x20mm. E vamos agregar um telado, do menu de formas.

Usando a seta preta, sobre o telhado, vamos elevá-lo do plano na altura exata da nossa casa, a 20mm de altura.

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Meu 3D, minha vida

Usando a tecla Shift, selecone as duas formas e então escolha o menu alinhar, para ajustar as duas peças.

Usando as bolinhas que aparecem pode-se eleger por qual ponta alinhar uma peça, centro, esquerda ou direita, para cada eixo X, Y e Z.

Com as duas formas selecionadas, selecione a função agrupar, no menu superior esquerdo.

Ao agrupar, as peças ficarão da mesma cor, indicando que foram unidas e agora são uma só forma! Nossa casa já está quase pronta!

Usando Crt+C e Crt+V ou o botão duplicar, faça uma cópia da nossa casa, e altere suas medias em XY e Z para 18x18x29

Converta a casa com as novas medidas em orifício, para subtrair o novo volume da nossa primeira casa desenhada.

Para isso, vamos precisar alinhá-las.

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Meu 3D, minha vida

As esferas Cinzas marcam quais posições foram alinhadas, no nosso caso, ao centro X e em Y, e por baixo, em Z. Agora basta agrupar o sólido e o orifício, para criar uma casa oca.

Agora nossa casa é habitável, ainda restaria usar uns cubos de orifício, para produzir portas e janelas, mas vamos deixar essa “lição de casa”

Basta clicar em exportar, e uma janela aparece, com duas abas, na primeira pode-se baixar o seu arquivo em STL e OBJ, basta clicar na seleção e o download inicia automático. A outra aba, pode-se enviar a peça para impressão em serviços online ou impressoras 3D que tenham servidores online, como a MakerBot. Uma outra opção que o software oferece, para arquivos planos, é baixar o DXF/ DWG do arquivo, que é o formato usado em máquinas de corte à laser, para produzir perfis cortados em madeira, acrílicos, metais e em alguns casos, vidros. Parabéns, sua casa esta pronta.

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INICIANDO UMA IMPRESSÃO 3D

Abrir o RepetierHost e com o cabo USB da impressora conecta, clicar na tomada no canto superior esquerdo da tela.

Clique no botão CARREGAR no canto superior esquerdo da tela, e escolha o arquivo que acaba de fazer.

Com o arquivo na tela, vá na aba FATIAR, no painel à direita da tela

Clique no grande botão escrito FATIAR COM O CURAENGINE

Agora é só clicar no botão >IMPRESSÃO na parte superior esquerda do painel lateral direito. Este arquivo levará 24 minutos para ficar pronto.

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Iniciando uma impressão 3D

Antes de imprimir as soluções de cada grupo, peça para que eles apresentem, uns para os outros, quais problemas tinham e que soluções adotaram. Diga para cada grupo avaliar e dar sugestões aos outros, sobre como aprimorarem seus projetos.

Uma vez que nenhum grupo queira fazer nenhuma modificação, é a chegada a hora de imprimir em 3D e validar, na prática, o que acontece.

Se as peças não montarem da primeira vez, não tem problema, descubra onde está o erro (tolerâncias muito estreitas, erro nas medidas), e tente novamente. Até que os projetos fiquem bons.

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Iniciando uma impressĂŁo 3D

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BIBLIOGRAFIA

https://youtu.be/P_ujCD4_pkM

https://youtu.be/SubE8_gI3zU

https://youtu.be/pq0ieMDrHr8

https://youtu.be/hv7rl-3LY0g

MAKERBOT EDUCADORES GUIA DE REFERÊNCIA; Tradução Emanuel Campos, Ed. MakerBot Scratch, Arduino e Construcionismo; UNICAMP, Paper: https://www.ft.unicamp.br/ liag/robotica/downloads/a12.pdf Aula e conteúdo de vídeo: https://www.thingiverse.com/thing:2984850 Repositório de planos de aulas (em inglês): http://www.thingiverse.com/education SMYTH, Clifford; The Zombie Apocalipse Guide For 3D Printing, Self publishing; ISBN 9781530542772

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